DE10161220B4 - Stair climbing device - Google Patents
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Abstract
Treppensteigvorrichtung,
beispielsweise für
Rollstühle,
mit
einer Griffeinheit, die einer Bedienperson die Handhabung der Treppensteigvorrichtung
ermöglicht,
mit
mindestens einem Steigelement (11, 12), das so ausgebildet ist,
dass es mit dem jeweils nächstgelegenen
Treppenabsatz einer Treppe in Berührung gelangen und die Treppensteigvorrichtung
auf den nächstgelegenen
Treppenabsatz heraufheben oder absenken kann,
mit einem Antriebsmotor
zum Antrieb des Steigelements (11, 12) und
mit einer Steuereinrichtung,
dadurch
gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist,
den Betrieb des Steigelements (11, 12) so zu steuern, dass der Steigvorgang
unterbrochen wird, wenn das Steigelement (11, 12) mit dem jeweils
nächstgelegenen
Treppenabsatz einer Treppe in Berührung gelangt ist.Stair climbing device, for example for wheelchairs,
with a handle unit that allows an operator to handle the stair climbing device,
with at least one riser element (11, 12) which is designed so that it can come into contact with the respectively nearest landing of a staircase and lift up or lower the stair climbing device to the nearest landing,
with a drive motor for driving the climbing element (11, 12) and
with a control device,
characterized,
in that the control device is designed to control the operation of the climbing element (11, 12) in such a way that the climbing process is interrupted when the climbing element (11, 12) has come into contact with the respectively nearest landing of a staircase.
Description
Die Erfindung betrifft eine Treppensteigvorrichtung und insbesondere eine Treppensteigvorrichtung für Rollstühle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a stair climbing device and in particular a stair climbing device for wheelchairs according to the generic term of claim 1
Aus
der
Die
Die
Aus
der
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Treppensteigvorrichtung bereit zu stellen, die dazu in der Lage ist, die Möglichkeit des Entstehens einer Kippgefahr erheblich zu minimieren.The The technical problem underlying the invention is that to provide a stair climbing device to do so in the Location is the possibility to significantly reduce the risk of tipping over.
Dieses technische Problem wird bei einer gattungsgemäßen Treppensteigvorrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This technical problem is in a generic stair climbing device according to the invention the features of claim 1 solved.
Bereitgestellt wird insbesondere eine Treppensteigvorrichtung, beispielsweise für Rollstühle, mit einer Griffeinheit, die einer Bedienperson die Handhabung der Treppensteigvorrichtung ermöglicht, mit mindestens einem Steigelement, das so ausgebildet ist, dass es mit dem jeweils nächstgelegenen Treppenabsatz einer Treppe in Berührung gelangen und die Treppensteigvorrichtung auf den nächstgelegenen Treppenabsatz heraufheben oder absenken kann, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb des Steigelements und mit einer Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt ist, den Betrieb des Steigelements so zu steuern, dass der Steigvorgang unterbrochen wird, wenn das Steigelement mit dem jeweils nächstgelegenen Treppenabsatz bzw. der nächstgelegenen Stufe einer Treppe in Berührung gelangt ist.Provided In particular, a stair climbing device, for example for wheelchairs, with a handle unit, which allows an operator to handle the stair climbing device allows with at least one riser element, which is designed such that it with the nearest one Stair landing of a stair in contact and the stair climbing device to the nearest Raise or lower landing with a drive motor for driving the climbing element and with a control device. The Control device is adapted to the operation of the climbing element to control so that the climbing process is interrupted when the Climbing element with the nearest one Landing or the nearest Level of a staircase in touch has arrived.
Der durch die Erfindung zu unterdrückende Lastwechsel setzt dann ein, wenn beim Steigvorgang ein Steigelement, beispielsweise ein Räderpaar, auf der nächstgelegenen Stufe aufsetzt und anschließend das andere Steigelement beziehungsweise Räderpaar abhebt. Durch diesen Vorgang ändert sich der Auflagepunkt der Treppensteigvorrichtung. Geht man beispielsweise davon aus, dass der sich aus der in einem Rollstuhl sitzenden Person, dem Rollstuhl und der Treppensteigvorrichtung ergebende Gesamtschwerpunkt über dem zunächst auf einer Treppenstufe aufliegenden Räderpaar liegt, so dass kein Kippmoment auftritt, so wird nach dem Aufsetzen des zweiten Räderpaars und Abheben des ersten Räderpaars plötzlich ein Kippmoment erzeugt, da bei unveränderter Schwerpunktlage ein veränderter Auflagepunkt gegeben ist.Of the load change to be suppressed by the invention then sets in when climbing a climbing element, for example a pair of wheels, on the nearest Step on and then the other climbing element or pair of wheels takes off. Through this Process changes the point of support of the stair climbing device. If you go for example assuming that the person sitting in a wheelchair, the wheelchair and the stair climbing device resulting overall center of gravity above the first lying on a step level wheels pair is, so no tilting moment occurs, so after putting on the second pair of wheels and lifting the first pair of wheels suddenly Tilting moment generated because unchanged Center of gravity a changed Support point is given.
Als Reaktion auf dieses Kippmoment muss bei einer Treppensteigvorrichtung gemäß dem Stand der Technik die Bedienperson sofort ein Gegenmoment erzeugen, d. h. die Bedienperson muss die Treppensteigvorrichtung an entsprechenden Haltegriffen zu sich heran ziehen oder von sich weg drücken. Die Lastwechselreaktion ist um so größer, je schwerer die in dem Rollstuhl sitzende Person ist. Zudem können bei ungünstigen Treppengeometrien, beispielsweise bei einer steilen oder stark gewendelten Treppe, ungeübte Personen ein Gefühl der Unsicherheit haben, wenn diese Lastwechselreaktion auftritt. Die Unsicherheit entsteht insbesondere aus der Angst, dass die Kompensationskraft der Bedienperson zum Kompensieren der Lastwechselreaktion möglicherweise nicht ausreichend sein könnte oder nicht zum richtigen Zeitpunkt erfolgt.When Reaction to this overturning moment must be with a stair climbing device according to the state of Technique the operator immediately generate a counter-torque, d. H. the operator must move the stairclimber device to the appropriate position Pull the handles towards you or push away from you. The Load change reaction is the greater, the heavier the person sitting in the wheelchair is. In addition, at unfavorable Stair geometries, for example, in a steep or heavily coiled Stairs, inexperienced People a feeling of uncertainty when this load change reaction occurs. The uncertainty arises in particular from the fear that the compensation force the operator may be able to compensate for the load change reaction could not be enough or not done at the right time.
Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Treppensteigvorrichtung dadurch gelöst, dass die Kompensationskraft von der Bedienperson ohne Zeitdruck zunächst eingeleitet werden kann, bevor der Steigvorgang fortgeführt wird und die Lastwechselreaktion auftritt.This Problem is solved by the stair climbing device according to the invention solved by that the compensation force of the operator without time pressure first can be initiated before the climbing process is continued and the load change reaction occurs.
Zu dem Zeitpunkt, in dem das Steigelement mit dem jeweils nächstgelegenen Treppenabsatz bzw. der nächstgelegenen Stufe einer Treppe in Berührung gelangt ist, befindet sich die aus der Treppensteigvorrichtung, der damit beförderten Vorrichtung, beispielsweise einem Rollstuhl, und einer gegebenenfalls in dem Rollstuhl sitzenden Person bestehende Einheit in einer stabilen Lage, da sie auf zwei aufeinanderfolgenden Treppenabsätzen beziehungsweise Stufen aufliegt. Solange sich der Gesamtschwerpunkt dieser aus der Treppensteigvorrichtung, der damit beförderten Vorrichtung, beispielsweise einem Rollstuhl, und einer gegebenenfalls in dem Rollstuhl sitzenden Person bestehenden Einheit zwischen diesen beiden Auflagepunkten befindet, kann die Treppensteigvorrichtung sogar von der Bedienperson losgelassen werden, ohne dass eine Kippgefahr bestünde. Wenn der Steigvorgang an dieser Stelle unterbrochen wird, hat die Bedienperson somit ohne jeglichen Zeitdruck die Möglichkeit, die für die sichere weitere Fortführung des Steigvorgangs erforderliche Schwerpunktverlagerung der aus der Treppensteigvorrichtung, der damit beförderten Vorrichtung, beispielsweise einem Rollstuhl, und einer gegebenenfalls in dem Rollstuhl sitzenden Person bestehenden Einheit zu bewirken.To the time at which the climbing element with the nearest Landing or the nearest Level of a staircase in touch reached, is the from the stair climbing device, the transported with it Device, such as a wheelchair, and optionally person sitting in the wheelchair existing unit in a stable Location as it is on two consecutive landings respectively Steps rests. As long as the overall focus of this from the Stair climbing device, the device carried thereby, for example a wheelchair, and one possibly sitting in the wheelchair Person existing unit between these two support points The stair climbing device can even be located by the operator be released without a risk of tipping. If the climbing process is interrupted at this point, the operator has Thus, without any time pressure, the possibility for the safe further continuation the climbing process required shift of emphasis from the Stair climbing device, the device carried thereby, for example a wheelchair, and one possibly sitting in the wheelchair Person to effect existing unit.
Das Fortführen des Steigvorgangs kann in Abhängigkeit von einem Wiederaufnahmesignal erfolgen. Dieses Wiederaufnahmesignal kann durch die Betätigung eines Steigschalters durch die Bedienperson erfolgen. Der Steigschalter kann im Bereich der Griffeinheit angebracht sein. Die Bedienperson hat somit die Möglichkeit, nach der Unterbrechung des Steigvorgangs aus einer stabilen Lage heraus die für die sichere Fortsetzung des Steigvorgangs erforderliche Schwerpunktverlagerung zu bewirken und anschließend durch Betätigung des Steigschalters das Fortführen des Steigvorgangs einzuleiten.The Continue The climbing process can be dependent on from a resume signal. This resume signal can through the operation a climb switch by the operator. The climb switch can be mounted in the area of the handle unit. The operator thus has the opportunity after the interruption of the climbing process out of a stable position the for the safe continuation of the climbing process required shift of emphasis to effect and then by operation the riser switch continuing to start the climbing process.
Es besteht zudem die alternative Möglichkeit, das der Steigvorgang in Abhängigkeit von der Haltekraft der Bedienperson fortgesetzt wird. Hierzu weist die Treppensteigvorrichtung eine Sensoreinrichtung auf, die einen Haltekraftsensor aufweist, der dazu ausgelegt ist, die Haltekraft der Bedienperson zu erfassen. Das Wiederaufnahmesignal wird hierbei in Abhängigkeit von einem Signal des Haltekraftsensors ausgelöst. Es sind auch Kombinationen möglich, bei denen zur Fortsetzung des Steigvorgangs sowohl eine Betätigung des Steigschalters durch die Bedienperson als auch das Detektieren einer vorbestimmten Haltekraft erforderlich sind.It there is also the alternative possibility the climbing process in dependence is continued by the holding force of the operator. For this purpose points the stair climbing device on a sensor device, the one Holding force sensor which is adapted to the holding force to detect the operator. The resume signal is in this case dependence triggered by a signal of the holding force sensor. They are also combinations possible, in which the continuation of the climbing process both an actuation of the Riser switch by the operator as well as detecting a predetermined holding force are required.
Der Begriff des Detektierens einer vorbestimmten Haltekraft umfaßt hierbei wahlweise oder kumulativ einen Absolutwert der Haltekraft, eine Richtung der Haltekraft, eine Änderung des Absolutwertes oder der Richtung der Haltekraft oder einen bestimmten Haltekraftverlauf. Beispielsweise kann der aktuelle Verlauf der Haltekraft über einen Steigzyklus für eine Stufe erfasst und mit einem abgespeicherten Verlauf der Haltekraft über einen Steigzyklus für eine Stufe verglichen werden.Of the Concept of detecting a predetermined holding force includes this optionally or cumulatively, an absolute value of the holding force, one direction the holding force, a change the absolute value or the direction of the holding force or a specific one Holding force curve. For example, the current history of the Holding power over a climbing cycle for recorded a step and with a stored course of the holding force over a Climbing cycle for to be compared to a stage.
Die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Treppensteigvorrichtung kann auch dazu ausgelegt sein, die Antriebsgeschwindigkeit des oder der Steigelemente in Abhängigkeit von der Haltekraft der Bedienperson so zu variieren, dass die Lastwechselreaktion beim Steigvorgang reduziert wird. Hierzu kann beispielsweise der aktuelle Verlauf der Haltekraft über einen Steigzyklus für eine Stufe erfasst und mit einem abgespeicherten typischen oder vorhergehenden Verlauf der Haltekraft über einen Steigzyklus für eine Stufe verglichen werden. An charakteristischen Stellen des Verlaufs der Haltekraft kann die Antriebsgeschwindigkeit des Steigelements geändert werden, wobei jeweils in Betracht gezogen wird, ob es sich um eine Bewegung treppauf oder treppab handelt.The Control device of the stair climbing device according to the invention can also be designed to drive speed of or the climbing elements in dependence from the holding force of the operator to vary so that the load change reaction is reduced during the climbing process. For this purpose, for example, the current course of the holding force over a climbing cycle for captured a level and stored with a typical or previous course of the holding force over a climbing cycle for a stage be compared. At characteristic points of the course of the Holding force, the driving speed of the climbing element can be changed Wherein it is considered whether it is a movement upstairs or downstairs.
Die Steuereinrichtung kann auch in Abhängigkeit anderer Betriebsparameter verändernd auf die Antriebsgeschwindigkeit des Steigelements einwirken, insbesondere in Abhängigkeit von Signalen eines Geschwindigkeitsensors, eines Stufenkantensensors, eines Positionssensors zum Detektieren der momentanen Position des Steigelements oder eines Neigungswinkelsensors, der die Neigung der Gesamtvorrichtung in Bezug auf die Vertikale misst.The Control device may also be dependent on other operating parameters changing act on the drive speed of the riser, in particular dependent on signals from a velocity sensor, a step-edge sensor, a position sensor for detecting the current position of the Rising element or a tilt angle sensor, the inclination the total device relative to the vertical measures.
Um ein weiches Aufsetzen eines Steigelements zu gewährleisten, kann der Antriebsmotor zum Antrieb des Steigelements abgeschaltet oder die Leistung des Motors reduziert werden, bevor das Steigelement mit der nächstgelegenen Stufe in Berührung gelangt. Dies hat zur Folge, dass das Steigelement sanft und im Fall der Antriebslosigkeit allein durch die Schwerkraft und nur durch den Widerstand des Motors oder eines eventuellen Getriebes gebremst auf die Stufe absinkt.Around To ensure a soft placement of a riser, the drive motor switched off to drive the riser or the performance of Motors are reduced before the riser with the nearest Level in touch arrives. As a result, the riser gently and in the Case of listlessness solely by gravity and only by the resistance of the motor or a possible transmission braked to the level sinks.
Die Steuereinrichtung kann zudem dazu ausgelegt sein, aktuelle Betriebsparameter beim Steigvorgang abzuspeichern insbesondere die Stufenhöhe und/oder die Stufentiefe. Es besteht zudem die Möglichkeit, die vorstehend erläuterten Funktionen wahlweise abzuschalten, so dass, beispielsweise für einen geübten Benutzer oder nach einer entsprechenden Einlernphase, ein Betrieb des Steigelements wahlweise auch unabhängig von der Haltekraft der Bedienperson möglich ist.The control device can also be designed to store current operating parameters during the climbing process, in particular the step height and / or the step depth. There is also the possibility of selectively switching off the above-described functions, so that, for example, for a trained user or after a corresponding learning phase, an operation of the climbing element optionally also independent of the holding force of the operator is possible.
Es kann zudem vorgesehen sein, Warnsignale bei Gefahrensituationen auszugeben. Dies kann insbesondere in Abhängigkeit von Signalen eines Haltekraftsensors, eines Geschwindigkeitssensors, eines Stufenkantensensors, eines Positionssensors zum Detektieren der momentanen Position des oder der Steigelemente oder eines Neigungswinkelsensors erfolgen. Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Steuereinrichtung programmierbar zu gestalten, damit der Benutzer die Funktionen seinen individuellen Bedürfnissen anpassen kann.It can also be provided, warning signals in dangerous situations issue. This can in particular in response to signals of a holding force sensor, a speed sensor, a step edge sensor, a Position sensor for detecting the current position of the or Rising elements or a tilt angle sensor done. Furthermore there is a possibility that Control device programmable to allow the user the functions can be adapted to his individual needs.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in derThe Invention will be described below with reference to a preferred embodiment further explained with reference to the drawing in which
Die
An
der Treppensteigvorrichtung sind eine oder mehrere Griffstangen
An
der Treppensteigvorrichtung
Die
Treppensteigvorrichtung
Zur
Befestigung des Haltekraftsensors
Zwischen
den beiden Befestigungspunkten ist in dem Haltekraftsensor
Wenn
die Treppensteigvorrichtung
Es
versteht sich, dass an Stelle des in den Figuren dargestellten Haltekraftsensors
andere Formen eines Haltekraftsensors verwendet werden können, beispielsweise
ein T-förmiger
Haltekraftsensor, der an seinen beiden kurzen freien Enden mit dem Grundkörper
Es
besteht zudem die Möglichkeit,
den Haltekraftsensor an einer anderen Stelle der Treppensteigvorrichtung
Es versteht sich, dass Haltekraftsensoren an verschiedenen Stellen jeweils einzeln oder gemeinsam vorgesehen sein können und das die Steuerung sowohl die Signale eines als auch die Signale mehrerer Haltekraftsensoren verwenden kann.It It is understood that holding force sensors in different places may be provided individually or together and that the control both the signals of one as well as the signals of several holding force sensors can use.
Es
versteht sich zudem, dass an Stelle der Dehnmessstreifen oder zusätzlich hierzu
andere Sensorsysteme verwendet werden können, beispielsweise induktive
Systeme, optoelektronische Sensoren oder dergleichen. Es besteht
zudem die Möglichkeit, neben
den die Haltekraft detektierenden Sensoren solche Sensoren vorzusehen,
die andere charakteristische Kenngrößen des Betriebs der Treppensteigvorrichtung
erfassen, beispielsweise einen Neigungswinkelsensor, der den Neigungswinkel
der Treppensteigvorrichtung detektiert, einen Beschleunigungssensor,
einen Abstandssensor, der den Abstand oder das Vorhandensein einer
unterhalb oder oberhalb der Treppensteigvorrichtung befindlichen Stufe
oder eines Absatzes erfasst, einen Griffsensor, der erkennt, ob
die Bedienperson die Griffeinheit hält und einen Positionssensor,
der feststellt, in welcher Stellung sich die Räder
Die
Treppensteigvorrichtung
In
beiden Fällen
ist jedoch ein Ankippen der Treppensteigvorrichtung erforderlich,
bei dem die Bedienperson die Griffeinheit zu sich hinzieht, um die aus
Treppensteigvorrichtung
Wenn nach dem Steigvorgang das Treppenende erreicht ist, bringt die Bedienperson die aus der Treppensteigvorrichtung 1, dem Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen bestehende Einheit von der geneigten Lage wieder in die horizontale Lage.If after climbing the stairs end is reached, brings the operator from the stair climbing device 1, the wheelchair and the wheelchair occupants existing unit from the inclined position back to the horizontal Location.
Der Steigvorgang selbst wird nachfolgend unter spezieller Betrachtung der erforderlichen Haltekräfte erläutert.Of the Ascending itself will be under special consideration below the required holding forces explained.
Zur
Vermeidung dieses unerwünschten
Zustands muß daher
bei der Fortführung
des Steigvorgangs die Treppensteigvorrichtung zusammen mit dem Rollstuhl
und der darin sitzenden Person zunächst treppaufwärts, d.
h. in Richtung der Bedienperson gekippt werden, damit bei der Fortführung des
Steigvorgangs, wie sie in
Eine geübte Bedienperson kann die zuvor beschriebene Kompensation der Lastwechselreaktion bei einer gleichmäßigen Antriebsgeschwindigkeit der Steigeinheit beziehungsweise der einzelnen Steigelemente kompensieren. Die im nachfolgenden beschriebene Ausführungsform dient demgegenüber vorzugsweise für einen Betrieb durch Bedienpersonen, die in der Handhabung derartiger Vorrichtungen unsicher sind beziehungsweise für die Dauer einer Einlernphase.A experienced Operator can the previously described compensation of the load change reaction at a uniform drive speed of Steigeinheit or the individual riser compensate. In contrast, the embodiment described below is preferably used for one Operation by operators who are unsafe in the handling of such devices are or for the duration of a training phase.
Das
Grundprinzip dieser Ausführungsform besteht
darin, dass der Steigvorgang in der stabilen Lage, wie sie in
Wie
in
Insbesondere
wird der Kraftverlauf gemessen, wobei zum Ankippen der Treppensteigvorrichtung
Alternativ
kann der Steigvorgang selbsttätig fortgesetzt
werden, wenn der Haltekraftsensor
Die
Steuereinrichtung steuert so den Betrieb der als Steigelemente fungierenden
Räder
Es besteht zudem die Möglichkeit, dass zwei Bedingungen vorliegen müssen, damit der Steigvorgang fortgesetzt wird, nämlich die Einnahme einer sicheren und für die Fortsetzung des Steigvorgangs geeigneten Lage und die Betätigung des Steigschalters. Es kann zudem eine Möglichkeit der Programmierung der Steuereinrichtung durch die Bedienperson vorgesehen sein, mittels derer verschiedene Betriebsmodi ausgewählt werden können.It there is also the possibility that there must be two conditions for the climbing process is continued, namely the taking of a safe and suitable for the continuation of the climbing process Location and the operation of the ascender. It can also be a way of programming be provided by the operator by means of the control device different operating modes can be selected.
Der
Steigvorgang treppabwärts
verläuft
in analoger Weise, wobei die Treppensteigvorrichtung
Sowohl für den Steigvorgang treppaufwärts als auch für denjenigen treppabwärts können Kennwerte in einem Speicher der Steuereinrichtung abgelegt werden. Es besteht zudem die Möglichkeit, zusätzlich zur Auswertung des Haltekraftverlaufes Signale eines Neigungswinkelsensors zur Steuerung heranzuziehen.Either for the Climbing upstairs as also for those downstairs can Characteristics are stored in a memory of the controller. There is also the possibility additionally to evaluate the holding force curve signals of a tilt angle sensor to use for control.
Das Abbremsen der Radpaare kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Stufenhöhe kann durch einen Sensor detektiert und der Antrieb bei Erreichen der Stufenoberfläche abgeschaltet werden. Die einmal ermittelte Stufenhöhe kann in einem Speicher abgelegt und für den nächsten Steigzyklus verwendet werden.The Braking the wheel pairs can be done in different ways. The step height can be detected by a sensor and the drive when it reaches the step surface be switched off. The once determined step height can stored in a memory and for the next Riser cycle can be used.
Eine
weitere Möglichkeit
des sanften Aufsetzens eines Radpaares auf eine Stufe besteht darin, den
Antriebsmotor für
den Antrieb der Radpaare an einer bestimmten Stelle des Steigzyklus
vorübergehend
stromlos zu schalten oder die Leistung zu reduzieren, bis ein Radpaar
auf die nächste
Stufe, bei völliger
Stromlosigkeit nur infolge der Schwerkraft, abgesunken ist. Ein
langsames Absinken ergibt sich dadurch, dass der Schwerkraft der
Widerstand des Motors beziehungsweise eines Getriebes entgegenwirkt.
Das Ende des Absinkvorgangs kann beispielsweise dadurch erkannt
werden, dass ein Positionssensor, der die Momentanstellung der Räder
Beim
Erreichen der in
Claims (17)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ULRICH ALBER GMBH, 72458 ALBSTADT, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: STAUDT IP LAW, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |